Битва за урожай: когда и как можно заставить семена всходить быстрее

Битва за урожай озимых 2015 в Украине уже началась. Когда погодные условия благоприятствуют посевам, то скорость всхожести семян не имеет значения для аграриев. Но что делать в ситуации,  которая сложилась текущей осенью в Украине, когда посевы озимых проводились в поздние сроки и влаги в достаточном количестве на полях нет? Есть возможность  заставить семена всходить быстрее, чем задумала природа.

Тот, кто интересуется (даже теоретически-созерцательно) легкой атлетикой, знает, насколько важен для бегуна правильный старт. Начать движение быстро, но не преждевременно – важное условие успешного преодоления дистанции.

            В беге на короткие дистанции, когда каждый спортсмен движется по своей дорожке, опоздание с началом движения просто влияет на результат легкоатлета. Ведь ему ничто, за исключением гравитации и сопротивления воздуха, не мешает двигаться к финишу. Но бег на длинные дистанции или по пересеченной местности, который начинается с общего старта, озадачивает зазевавшегося на старте спортсмена серьезной проблемой – спины опередивших конкурентов перекрывают его путь к победе

          Для растений, как и для упомянутых выше легкоатлетов, своевременный резвый старт – обязательное условие успешного финиша. Причин торопиться у растений более чем достаточно.

            Принцип  «Sero venientibus ossa» (т.е. «опоздавшим – кости») распространяется не только на непунктуальных гостей в негостеприимных домах, но и на поздние всходы на полях. Верхний слой почвы, в котором находятся высеянные  семена и корневая система всходов, может быстро потерять влагу. При этом молодые растения страдают не только от дефицита воды, но от дефицита минерального питания. Минеральные соли могут усваиваться корнями только в виде водного раствора, нет воды в почве – нет раствора, нет раствора – нет питания. И   минеральные удобрения, очутившиеся в пересохшем слое почвы, лежат там невостребованные, как казна гетьмана Полуботка, в британском банке.

            При посеве озимых культур позднее появление всходов ухудшает минеральное питание появившихся растений, но по другой причине. При низких температурах корневая система не может обеспечить достаточное питание растений фосфором, калием и некоторыми формами азота. Время работает против растений, ведь чем позже появились всходы, тем меньше у них шансов получить необходимое минеральное питание из остывающей почвы.    «Кто выиграл время, тот выиграл все», утверждал весьма далекий от агрономии Мольер. А если время выиграть не удалось, каким может быть проигрыш?

Одесса. Крик с балкона:
– Аркаша, домой!
Мальчик поднимает глаза:
– Я что, замерз?
– Нет, ты хочешь кушать! 

            В тех случаях, когда для культуры лимитирующим фактором является тепло или продолжительность светового дня, проигрыш может иметь катастрофические последствия. Затянутые сроки появления всходов озимого рапса или зерновых колосовых  не позволяют посевам нормально развиться и перезимовать в оптимальной фазе. Позднее начало вегетации кукурузы или сои значительно уменьшает урожай из-за заморозков и ухудшает условия уборки. О влиянии увеличения продолжительности светового дня при опоздании с посевом на урожайность ярового рапса или горчицы можно написать толстую книгу.

Водитель трамвая объявляет:
– Следующая остaновкa “12 Сентября”.
Чукчa в трaмвaе начинает беспокоиться и спрашивает:
– А что, рaньше никaк нельзя?!

            И не стоит забывать о конкуренции. На полях, кроме культурных растений, присутствуют и «бескультурные», то есть сорняки. На правах аборигенов поля  они «отжимают» у посевов воду, питательные вещества, и даже свет. А так как маленьких  и слабых обирать очень просто, развитые сорняки легко лишают задержавшиеся всходы доступа к жизненно необходимым ресурсам. Римский историк Тит Ливий писал, что «Иногда большая часть побеждает лучшую», но для описания типичной ситуации на полях «иногда» можно смело заменить на «всегда».

            Поэтому, если вспомнить очередную древнеримскую мудрость о тяготах и лишениях тех, кто опоздал, то выражение «Sero venientes, male sedentes» (« кто поздно приходит, тот плохо сидит») для растений должно интерпретироваться, немного иначе – «кто поздно всходит, тот плохо растет».

            Как обеспечить быстрое и дружное появление всходов? Агротехнические рецепты (сеять в хорошо подготовленную влажную почву в оптимальные сроки на оптимальную глубину) помогают, но не всегда и не везде. «Самый лучший стратегический план бесполезен, если он не может быть выполнен тактически», считал Эрвин Роммель. При оптимальных   сроках  посева в почве может отсутствовать необходимое количество влаги, или температура почвы намного отличаться от оптимума, или сухие ветры иссушат почву в считанные дни после посева. И, при этом, семена прорастают не сразу, как окажутся в почве, а только через несколько дней. Тех считанных дней, которых вполне достаточно для «обезвоживания» слоя почвы на глубину заделки семян, или для интенсивного отрастания сорняков.

            Причина вынужденной задержки прорастания семян – цепь сложных биохимических реакции. Природа предусмотрела, что семена должны прорастать при определенных, благоприятных для появляющегося растения условиях. Чтобы исключить досадную случайность, семя имеет химический «стопор», предотвращающий случайное появление всходов.

            В качестве примера такого стопора можно привести чеку- предохранитель в ручной гранате. Пока чека на месте, граната с вкрученным запалом относительно безопасна. Если не использовать ее вместо молотка, класть в костер и т.д. А вот если чеку вытащить, то ударник в запале гранаты будет удерживать только рычаг. Достаточно его отпустить, и через несколько секунд –  взрыв.

            Поэтому для предотвращения случайных подрывов гранат удаление предохранительной чеки требует значительных физических усилий (как в кино, зубами, ее не вытащишь).

            В семенах растений «предохранительной чекой», препятствующей прорастанию, служит абсцизовая кислота. И избавиться от этого «стопора» семя может только в определенных условиях и  с затратами времени. Обычно для этого, как утверждается в навязчивом рецепте из рекламы, «достаточно  только добавить воды» и подождать. Потребность в воде для набухания зависит от состава семян. Много воды поглощает сухой крахмал, еще больше белковые вещества, а  растительные жиры не обладают этой способностью. Поэтому семена масличных растений (рапс, подсолнечник) поглощают  примерно 30-40% воды от веса семени, семена растений, богатых крахмалом (злаки), поглощают около 50-70% воды, а семена бобовых растений, богатые белковыми веществами, поглощают около 100% воды и больше.

            Набухшее  семя, находящееся во влажной почве, избавляется от абсцизовой кислоты, и в нем начинается цепочка сложных биохимических реакций, ведущих к появлению нового растения. Причем формирование проростков ведется по рецепту из «Интернационала»: «До основания разрушим, а затем…»

             Белки, жиры и углеводы, запасённые в семени для роста – нерастворимые, плохо передвигающиеся сложные органические вещества. В процессе прорас­тания происходит их расщепление энзимами (ферментами) до  простых легко растворимых соединений. Именно они  питают  зародыш.

            Чем больше запасы питательных веществ в семени, и чем эффективнее работает ферментная система, тем интенсивнее происходит развитие зародыша и молодого растения. Соответственно, если цель – быстрое получение мощных всходов, то первое из средств – здоровые, полновесные семена. Но качественный посевной материал – это только одно из условий быстрого получения всходов.

            Прорастание семян регулируется фитогормонами. Абсцизовая кислота, ингибирующая (тормозящая) ростовые процессы и выполняющая роль  «стопора» прорастания семян, уже упоминалась в этой статье. Снимает этот «стопор» не только процесс вымывания водой при набухании семян, но и действие других фитогормонов. Прежде всего, цитокинина и гиббереллина.

            Цитокинины способствуют прорастанию светочувствительных семян в темноте, и инактивируют ингибирующее действие абсцизовой кислоты на семена и зародыши, то есть «запускают» процесс прорастания.

            Гиббереллины проявляют способность стимулировать полное дозревание зародыша в семенах, находящихся в морфологическом покое. Важнейшая функция гиббереллинов в прорастающих семенах – стимуляция активности гидролитичес­ких ферментов в алейроновом слое. Если проще, именно гиббереллины  способствуют быстрому расщеплению находящегося в растениях крахмала на простые углеводы, необходимые для питания зародыша и проростка.

         Упомянутые фитогормоны находятся в семенах и включаются в процессы прорастания только после активации семян внешними воздействиями (вода, температура, свет, аэрация). Естественно, что они начинают действовать после инактивации  абсцизовой кислоты с некоторой задержкой. Например, в сухих семенах гиббереллины находятся в связанном со­стоянии. Они активизируются и частично образуются вновь под влиянием поступившей воды, что требует минимум 2 суток. Поэтому у большинства  полевых культур при самых благоприятных условиях семена «проклевываются» только на 3-4 день после посева, а всходы появляются не ранее 5-7 дня.

— Я слышала, ваша Сара замуж выходит.
— Да. Выходит понемногу…. 

       Можно ли ускорить этот процесс? Можно, причем довольно простыми методами. Как писал Аристотель, «Благо везде и повсюду зависит от соблюдения двух условий: 1) правильного установления конечных целей и 2) отыскания соответствующих средств, ведущих к конечной цели». Способы, используемые для нарушения покоя зародыша, направлены на то, чтобы сдвинуть соотношение между гормонами в пользу стимуляторов роста. Это может сопровождаться либо снижением уровня эндогенных ингибиторов, либо увеличением уровня стимуляторов роста.

            Если семена обработать раствором, содержащим гиббереллин, цитокинин или ауксин, то изменится гормональный фон, что, с одной стороны, быстро выведет семя из состояния покоя, а с другой – будет способствовать интенсивному превращению запасных питательных веществ в легкоусвояемые соединения, питающие растущий зародыш. Как писал Николо Макиавелли, «Всякая перемена прокладывает путь другим переменам», и это правило распространяется не только на политику…

            В 1960-е годы проводились соответствующие исследования на семенах древесных культур. Обработка гиббереллином индуцировала ферментативную активность и рост зародыша у лещины. У клена белого цитокинины, а не гиббереллины, нарушали покой семян. У персика и клена сахарного семена «будила» обработка гиббереллины и цитокинины в комплексе.

Турист в Египте смотрит, как два живописных  бородатых араба в национальной одежде выбивают палками  древний ветхий ковер…
– Что, не заводится?  

            К сожалению, несмотря на многочисленные исследования в области физиологии растений, практическое использование препаратов фитогормонов (или их синтетических аналогов) для стимуляции прорастания полевых культур ограничивается опытными делянками и участками огородников-любителей. Но отдельные  методы используются в другой отрасли – производстве солода для  пивоварения.

       Чтобы получить пиво, семена ячменя проращивают, выжидают, когда крахмал разрушится, сушат наклюнувшиеся семена, а затем вываривают получившийся солод в кипящей воде. Качество солода зависит от жизнеспособности зародышей и от того, насколько хорошо они обеспечены эндогенными (внутреннего происхождения) гиббереллинами. Чем ниже содержание гиббереллинов, тем хуже  всхожесть семян, и тем хуже солод.

            Ранее на проращивание ячменного зерна до необходимого состояния затрачивалось около 10 дней. В настоящее время, благодаря затратам всего лишь 150-250 мг гибберелловой кислоты  на 1 т ячменя, прорастить зерно для получения солода можно за 2-3 дня, причем даже из зерна с низкой всхожестью. Именно по такой технологии получают солод в Германии и Ирландии.

         Впрочем, как известно, новое – это хорошо забытое старое. И на полевых культурах гормональные препараты уже  применялись. Но очень своеобразные, как по способу производства, так и по потребительским качествам…

             Еще в античных книгах по сельскому хозяйству упоминается  обработка семян разбавленной мочой человека или животных. В 1930 – годы в СССР проведение экспериментов в данном направлении выявило существенный положительный эффект при обработке семян сахарной свеклы и зерновых разбавленной навозной жижей или мочой КРС. Объем исследований был достаточно велик, если судить по опубликованной в 1935 году работе Шпильмана “Теория и практика бионтизации и мутации”. Аналогичный метод стимуляции семян используют некоторые граждане и в наше время. Как утверждает народная мудрость, «В России доступно два вида бесплатной медицинской помощи: целебное голодание и уринотерапия», поэтому не стоит удивляться, что одним из видов «лекарства» местные огородники охотно делятся и с растениями. В чем секрет работы этого, в буквальном смысле собственного производства, средства?

Учительница:
— Циля Израилевна, Сему надо мыть. От Семы плохо пахнет!
Родительница:
— Марья Никитична, Сёму надо не нюхать. Сёму надо учить!  

        Моча вегетарианцев и травоядных животных содержит фитогормоны  группы ауксина (индолилмасляная кислота), а также цитокинин (зеатин), витамины и другие биологически активные вещества. В 40-е годы ауксин для исследований получали из верхушки колеоптиле (бесцветного чехла, защищающего первый молодой лист) кукурузы. Но там его очень мало: за 10 дней восемь лаборанток немецкого биохимика Ф. Кегля переработали 100 тысяч проростков и получили в результате количество активного вещества, достаточное лишь для установления кислой природы ауксина. Извлечение ауксина из масла зародышей кукурузы и солода также оказалось очень трудоемким и затратным процессом. К счастью, вскоре был обнаружен поистине неиссякаемый источник этого фитогормона. Им оказалась человеческая моча. В среднем каждый житель планеты ежедневно может давать для нужд биохимии, физиологии и сельского хозяйства примерно 1—2 миллиграмма ауксина. О гораздо более высокой «производительности» среднестатистической коровы не стоит и говорить…

Одесса – единственный город, где на вопрос: “Где здесь туалет?”, вас
могут спросить: “А зачем вам?” 

            Но, к счастью, существуют гораздо более концентрированные, эффективно действующие, и намного лучше пахнущие современные  средства синтетического происхождения. В линейке продукции компании «Агросфера» препарат «Фреш Энергия» содержит 40г/кг синтетического аналога ауксина (индолилмасляная кислота), причем в комплексе с макро- и микроэлементами. А препарат «Фреш Флорид», произведенный из морских водорослей, содержит значительное количество природных цитокининов.

            В качестве вспомогательных средств для обработки семян успешно применяется препарат «Фреш Ленд», содержащий 50% фульвокислот (гуминовые вещества, более активные, нежели гуматы) и препарат «Фреш Антистресс», содержащий янтарную кислоту и комплекс микро- и макроэлементов.

           В 2014 году на посевах подсолнечника в условиях Новоодесского района Николаевской области был проведен опыт по стимуляции всходов. Темно-каштановые суглинистые почвы, дефицит влаги, малый выбор предшественников в севообороте и ограниченные ресурсы (кризис, однако) кардинально отличали условия испытаний от типичных демо-полей. Но зато полностью соответствовали реалиям растениеводства на территории в радиусе 40 км от места проведения опыта.

            Технология была типичная: 80 кг нитроаммофоски при посеве, внесение почвенных гербицидов Рейтар (прометрин), 2,2 л/га  и Пропозит (пропизолхор),2 л/га под предпосевную культивацию. Отличие (как выяснилось, весьма существенное), было в предпосевной обработке посевного материала. В контроле использовалась смесь фунгицидного протравителя Гранивит (карбоксин+тирам),2,5 л/т, инсектицидного протравителя Инсет (имидаклоприд) ,4 л/т, а также препарата «Фреш Ленд» (фульвокислоты) 3 кг/т. В опытном варианте к указанным компонентам для протравки был добавлен препарат «Фреш Флорид» в норме 300 г/га.

           Стоит остановиться подробнее на каждом из компонентов, используемых для протравливания семян. Препарат Гранивит  решает не только вопрос профилактики грибных заболеваний, но также препятствует развитию заболеваний бактериальных благодаря бактерицидным свойствам д.в. тирам. А второй компонент протравителя – д.в. карбоксин, обладает выраженным ростостимулирующим эффектом. Таким образом, обработка Гранивитом решает проблему профилактики заболеваний и положительно влияет на энергию прорастания и всхожесть.

        Для того, чтобы существенно уменьшить ущерб от проволочников (личинок и имаго), степного и серого медляка, семена обрабатывались препаратом ИнСет . Д.в. имидаклоприд из класса неоникотиноидов, благодаря выраженным системным свойствам, предохраняет всходы и молодые растения от повреждения жесткокрылыми (жуками) и их личинками на протяжении минимум 2 недель с момента появления всходов.

            Так как имидаклоприд быстро нейтрализуется в щелочной среде (а почвы и грунтовые воды Юга Украины имеют рН выше 7,2), добавление физиологически кислого препарата «Фреш Ленд» в рабочий раствор протравителей повышает эффективность обработки семян имидаклопридом и пролонгирует его защитное действие. Кроме того, фульвокислоты проявляют свойства антидота и уменьшают вероятность проявления фитотоксического действия почвенных гербицидов группы хлорацетамидов (в т.ч. ацетохлора). Также для фульвокислот характерно неспецифическое ростостимулирующее действие.

           Дополнительное введение в состав для обработки семян препарата «Фреш Флорид» должно было, согласно теоретическим выкладкам, ускорить появление всходов. Сравнение контроля и опытного варианта по срокам появления всходов не выявило между ними значительной разницы (в среднем не более 2 дней). Но обследование посевов в фазу 4-5 листка культуры показало преимущества опытного варианта по двум показателям: количеству растений на единицу площади, а также степени развития корневой системы. По сравнению с контролем, на опытных участках сохранилось на 10-13% растений больше, а развитие их подземной части превосходило растения контроля как по глубине проникновения, так и по степени ветвления корней.

        Самым интересным и важным вопросом для оценки практического использования указанной методики является прибавка урожая. Сравнение урожайности  контрольных и опытных участков показало прибавку в пределах 1,2 – 1,7 ц/га при средней урожайности в контроле порядка 20 ц/га. То есть речь идет о повышении урожайности минимум на 8-10%  при выращивании подсолнечника в не самых благоприятных условиях. Как утверждал  древнекитайский  военный теоретик  Сунь-Цзы: « Некоторые незначительные обстоятельства часто обеспечивают победу». В данном случае, прибавка урожая от использования небольшой нормы относительно недорогого росторегулятора сопоставима по эффекту с использованием дополнительного количества минеральных удобрений при посеве (соответствующие опыты проводились там же).

         Серия мелкоделяночных опытов, проведенных на орошаемых и неорошаемых полях в других почвенно-климатических зонах Юга Украины, показала интересную зависимость.           Обработанные смесью, содержащей «Фреш Флорид», семена подсолнечника давали всходы быстрее и равномернее, чем не обработанные той же партии. Эта разница была  более ощутимой при неблагоприятных условиях, при посеве в  холодную (5-6С)  или горячую (25 С) почву при ранних и поздних посевах соответственно. При идеальных сроках посева и оптимальной влажности почвы разница между сроками появления всходов из обработанных или не обработанных семян была минимальной.

Сарочка! Вы сегодня просто прекрасно выглядите!
– Ха! Это я еще себя плохо чувствую! 

             То есть, по предварительным выводам, этот метод целесообразен  при ранних сроках посева подсолнечника  в холодную почву,  а также при поздних посевах в жаркую погоду. В этих условиях более дружное и быстрое появление всходов, благодаря ускоренному развитию растений на ранних этапах развития, обеспечивает существенную прибавку урожая в размере 2,5-3 ц/га.

            Таким образом, росторегулирующие вещества для стимуляции прорастания семян  могут стать еще  одним союзником агрария в битве за урожай. Пока еще мало известным, так как использование препаратов цитокинина для стимуляции прорастания семян– инновация, не имеющая аналогов в Украине. Но обладающим значительным, еще не раскрытым до конца потенциалом. Как писал Уинстон Черчилль: «Есть вещи похуже, чем воевать вместе с союзниками. Например, воевать без них». Стоит прислушаться к проверенному временем совету, вполне уместному как для полей сражений, так и для полей, засеянных сельскохозяйственными культурами.

Александр Гончаров, специально для Инфоиндустрии

Читайте нас у Telegram